基于表面能的掺消石灰沥青黏附性分析

为分析消石灰对基质沥青与酸性石料黏附性的影响,以表面能理论为基础,分别在干燥和潮湿两种条件下,比较SK90~#、中海90~#、克炼90~#、SK70~#、中海70~#和现代70~#等6种基质沥青掺加消石灰前后与花岗岩的黏附功大小,并通过改进的水煮试验,对黏附功理论的试验结果进行进一步验证.研究结果表明:在掺入消石灰后,6种沥青的总表面能参数减小7.6%～10.3%,而表面能极性分量的数值和所占比例均增大;沥青与花岗岩的黏附功提升明显,抵抗水损害能力增强,且沥青和花岗岩的黏附功试验与水煮试验结果有着显著的关联性,由此量化了消石灰在改善基质沥青与酸性石料黏附性方面的效果.     

水分迁移引起千枚岩填筑路基回弹模量衰变对路面结构力学特性的影响

为了分析水分迁移对千枚岩填筑路基回弹模量及其对路面结构力学特性的影响规律,基于水分补给条件下千枚岩填料回弹模量测试的试验结果,应用数值建模并分析了一般路基和路侧积水路基千枚岩填料路面结构层的力学特性,及路面结构层水平应力、轴向应力以及最大主应变的变化规律。结果表明:在试件底部补水条件下,各层含水率逐渐增大;随着深度的增加含水率呈现减小趋势;水分迁移引起土基回弹变形量逐渐增大,回弹模量大幅度降低,衰变率为60%;各路面结构层的方向应力及最大主应变随着回弹模量衰减率的改变产生较大变化,表现为边坡发生侧移和路面结构层容易发生不均匀沉降,进而形成纵向裂缝;基层是整个路面结构层的薄弱层,容易在过大拉应力作用下发生开裂,最终反射到面层并导致其出现反射裂缝,严重影响了道路整体的使用寿命。     

强风化千枚岩路基填料室内水分迁移试验研究

水分是影响强风化千枚岩路基填料崩解、破碎的关键因素,决定着强风化千枚岩填筑路基的稳定性。通过滤纸试验测定了风化千枚岩填料的土水特征曲线,分析了该土样含水率与基质吸力的关系。应用自主研发的设备进行了强风化千枚岩填料水分迁移试验,通过对比试验分析了风积沙隔断层对强风化千枚岩填料水分迁移路径的影响,揭示了水分迁移机理。结果表明,风积沙隔断层可以改变强风化千枚岩填料的水分迁移特性,具有良好的隔水作用。     

沥青路面压实效果评价指标

为了准确评价沥青路面压实效果,采用无核密度仪对路面密度进行检测,分析不同类型压路机的有效作用范围,并在分析现行沥青路面压实效果评价指标合理性的基础上,结合有效压实功原理,提出了以压实指数为评价路面压实效果的评价指标。最后,通过浸水汉堡车辙试验,验证评价指标与高温稳定性的相关关系。结果表明：与评价指标空隙率相比,压实指数作为评价指标能更好地评价沥青路面的压实质量;压实指数与车辙深度、蠕变速率等高温稳定性参数的相关性明显,可用来评价路面的抗车辙性能。     

设置过渡层的半刚性基层沥青路面的合理结构

针对半刚性基层在沥青路面使用过程引起的裂缝破坏,使其在高等级公路中的适用性受到质疑的问题,通过设置级配碎石和沥青碎石过渡层使半刚性基层的层位实现向下放置,实现了改善半刚性基层受力和减少裂缝的目的。采用ANSYS计算设置不同厚度的级配碎石和沥青碎石过渡层,分析路面结构在荷载作用下基层厚度变化时轮隙中心的受力情况,以考察适宜的半刚性基层层位和厚度。力学分析结果表明：采用厚度为12～15cm的级配碎石层和厚度为25～35cm的半刚性基层、或设置厚度为10～15cm的沥青碎石层和厚度为20～30cm的半刚性基层这两种结构,完全可以满足控制路面结构开裂的指标要求;能减少路面结构出现裂缝,延长沥青路面的结构寿命。     

玄武岩纤维在沥青混合料中的作用机理

玄武岩纤维具有较高的强度和弹性模量,与沥青和集料有较好的亲和力,在混合料中分散性好。为分析其在沥青混合料中的作用机理,对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变（DSR）试验和表观粘度试验,并利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果,采用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的提高作用。试验结果表明：在SBS原沥青中加入玄武岩纤维后,纤维胶浆的抗车辙因子值得到显著提高,其表观粘度曲线随着玄武岩纤维掺量的增加呈上升趋势;玄武岩纤维沥青混合料的稳定度和浸水马歇尔稳定度值明显增大,且随着纤维掺量的增加而递增;玄武岩纤维的加入显著提高了动态蠕变试验沥青混合料的流变次数,其对混合料动稳定度有明显的增强作用。     

基于集料破碎面模型的母岩分档破碎

针对母岩破碎前的处理工艺现状,根据母岩破碎后新鲜破碎面的变化规律,并考虑不同颗粒形状的差异性,通过建立数学模型,从理论上证明对母岩材料进行分档破碎的可行性,并根据算例得出不良母岩分档筛分破碎的筛孔控制范围。研究结果表明：实际生产中,可据此建立相应的破碎控制系统,得出各档集料破碎前后的要求粒径和筛孔,从而有效提高路用集料生产质量,同时达到资源利用最大化、能源利用最小化的目的。     

粗粒盐渍土大型冻融循环剪切试验

针对冻融循环后粗粒盐渍土的强度将直接影响盐渍土地区路堤的稳定性,而采用常规剪切试验将导致粗粒盐渍土的颗粒效应问题,基于西北地区粗粒盐渍土的冻融特点和剪切试验原理,设计研发了将冻融循环试验和剪切试验结合的大型粗粒土冻融循环剪切试验装置,可有效测试在不同温度条件下材料的强度特性。依托某公路盐渍土试验段项目,采用天然粗粒盐渍土模拟下路堤,测试其在经过冻融循环后的强度变化特点,并利用测试数据进行实际工况的数值计算。结果表明：随着冻融循环次数的增加,靠近冷端土体的粘聚力逐渐增大,内摩擦角先减小后增大;靠近暖端的土体强度逐渐减小,9次冻融循环后,靠近暖端的土体内摩擦角有一定增大;采用该天然粗粒盐渍土填筑的下路堤的强度变化量较小,路堤强度基本稳定。     

超大粒径沥青混合料的成型方法

针对超大粒径沥青混合料（SLSM）的特征,利用旋转压实（SGC）法、大马歇尔击实法和振动击实法3种不同的成型方法制备试件并计算相关参数。研究结果表明：3种成型方法中,旋转压实法成型试件时所需的油石比最小;成型时间形成的空隙率特征为,振动击实法的空隙率大于大马歇尔击实法的空隙率和旋转压实法的空隙率;对于超大粒径沥青混合料,振动成型法容易造成集料离析、空隙率偏大,不能形成骨架密实结构。3种不同的成型方法击实功的对比分析表明：在控制相同空隙率的条件下,选择旋转压实法进行超大粒径沥青混合料的成型,可以减少击实次数,降低能耗。     

不同纹理混凝土路面的噪声特性

为了深入研究不同纹理混凝土路面的噪声特性,通过改变刻槽参数（槽宽、槽间距）,得到具有不同纹理特征的混凝土板件;利用简单可行的加速度法,对混凝土板件进行噪声水平测试和噪声频谱分析。试验结果表明：横向刻槽混凝土路面的噪声水平最高,其次为光面混凝土路面、纵向刻槽混凝土路面,多孔混凝土路面的噪声水平最低;对于横向刻槽混凝土路面,噪声水平随槽宽的增加而增大,纵向刻槽混凝土路面则呈相反趋势;当噪声频率大于1 600Hz时,多孔混凝土路面对噪声具有较强的减弱能力,在整个噪声频率范围内,横向刻槽混凝土路面对噪声的减弱能力最差。